一种空间交错轴齿轮机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102954153A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102954153A(43)申请公布日2013.03.06(21)申请号201210449290.9(22)申请日2012.11.12(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人陈扬枝吕月玲(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍(51)Int.Cl.F16H1/12(2006.01)F16H55/08(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书88页页附图附图44页(54)发明名称一种空间交错轴齿轮机构(57)摘要本发明涉及一种空间交错轴齿轮机构，该机构包括主动轮、从动轮、主动钩杆和从动钩杆，主动钩杆均匀布置在主动轮端部圆柱体上底面的圆周上，从动钩杆均匀布置在从动轮端部圆柱体侧面的圆周上，主动轮和从动轮组成一对传动副，主动轮轴线和从动轮轴线间交错角为0°～180°中的任意值。本发明通过主动钩杆和从动钩杆上的主动接触线和从动接触线间的点接触啮合，实现该空间交错轴齿轮机构的平稳传动。本发明可以实现类似蜗轮蜗杆机构的大传动比传动；且两个轮轴位于不同的平面，两轴之间的交错角可为0°～180°中的任意角度值；该机构同时具有结构简单、空间尺寸较小，应用范围更大，且易于加工等优点，特别适合于微小机械的交错轴传动中。CN1029543ACN102954153A权利要求书1/2页1.一种空间交错轴齿轮机构，其特征在于该机构包括主动轮、从动轮、主动钩杆和从动钩杆，主动钩杆均匀布置在主动轮端部圆柱体上底面的圆周上，从动钩杆均匀布置在从动轮端部圆柱体侧面的圆周上，主动轮和从动轮组成一对传动副，主动轮轴线和从动轮轴线间交错角为0°～180°。2.根据权利要求1所述的一种空间交错轴齿轮机构，其特征在于所述主动钩杆和从动钩杆是分别以任意形状的封闭曲线为母线沿以主动接触线和从动接触线为导线运动而成的实体，所述主动接触线和从动接触线为符合空间交错轴齿轮空间曲线啮合方程的一对共轭空间曲线。3.根据权利要求2所述的空间交错轴齿轮机构,其特征在于主动轮和从动轮通过主动钩杆和从动钩杆上的一对共轭的主动接触线和从动接触线间的点接触啮合，实现该空间交错轴齿轮机构的传动。4.根据权利要求2所述的空间交错轴齿轮机构，其特征在于所述空间交错轴齿轮空间曲线啮合方程由如下确定：o-xyz、op-xpypzp与oq-xqyqzq是三个空间笛卡尔直角坐标系，o为o-xyz坐标系原点，x、y、z是o-xyz坐标系的三个坐标轴，op为op-xpypzp坐标系原点，xp、yp、zp是op-xpypzp坐标系的三个坐标轴，oq为oq-xqyqzq坐标系原点，xq、yq、zq是oq-xqyqzq坐标系的三个坐标轴，平面xoz与平面xpopzp在同一平面内，op点到z轴的距离为|a|，op点到x轴的距离为|b|，oq-xqyqzq是在op-xpypzp的基础上沿着yp方向平移一个距离|c|得到的，且记z和zp两轴夹角的补角为θ，0°≤θ≤180°，θ等于z与zq两轴夹角的补角，空间笛卡尔坐标系o1-x1y1z1与主动轮固联，o1为o1-x1y1z1坐标系原点，x1、y1、z1是o1-x1y1z1坐标系的三个坐标轴，空间笛卡尔坐标系o3-x3y3z3与从动轮固联，o3为o3-x3y3z3坐标系原点，x3、y3、z3是o3-x3y3z3坐标系的三个坐标轴，且主动轮与从动轮起始啮合处为起始位置，在起始位置，坐标系o1-x1y1z1和o3-x3y3z3分别与坐标系o-xyz及oq-xqyqzq重合，在任意时刻，原点o1与o重合，z1轴与z轴重合，原点o3与oq重合，z3轴与zq轴重合，当0°≤θ<90°时，主动轮以匀角速度绕z轴旋转，主动轮角速度方向为z轴负方向，主动轮绕z轴转过的角度为从动轮以匀角速度绕zq轴旋转，从动轮角速度方向为zq轴负方向，从动轮绕zq轴转过的角度为则空间交错轴齿轮空间曲线啮合方程：其中，是主动轮的主动接触线在o1-x1y1z1坐标系下的方程,t为参变量，主动轮的圆柱体上底面所在平面为通过主动接触线起始点并平行平面xoy的平面，主动轮的圆柱体上底面圆心为坐标原点o在主动轮圆柱体上底面所在平面上的投影点，为该齿轮机构主动接触线在啮合点处的单位主法失，i(1)、j(1)、(1)k是x1、y1、z1轴的单位向量，从动轮的从动接触线在o3-x3y3z3坐标系下的方程为：2CN102954153A权利要求书2/2页其中，i21为主动轮与从动轮的传动比，当90°≤θ≤180°时，主动轮以匀角速度绕z轴旋转，主动轮角速度方向为z轴负方向，此时从动轮以大小为方向为zq轴正方向的角速度绕zq轴旋转，主动轮绕